超乎想象！世界最大相机完工，3吨重32亿像素，每天将拍20TB照片

很多人不知道，相机拍摄的照片精致与否不是完全由像素决定的，实际上传感器的尺寸更加重要，因为更大的传感器意味着能够捕获更多的光，而拍照的本质就是光线捕捉。

所以，即便现在手机拍照很流行，但它永远无法取代相机，因为手机物理上无法把传感器做得更大，而相机有机会将传感器做得更大。

那么，现在世界上最大的相机有多大呢？

最近，世界最大的数码相机诞生了，它足足有3吨重，高达32亿像素，由两个镜头组成，第一个镜头直径达到1.57米——被认为是迄今为止制造的最大的高性能光学镜头，第二个镜头的直径是90厘米，它被用于容纳相机的焦平面。

图源：SLAC国家加速器实验室

焦平面是相机成像的核心，这个所谓最大相机的焦平面由201个CCD 传感器组成（执行普通数码相机传感器的功能），每个都是订制的。

虽然，它拍摄的照片单个像素只有10微米宽，但它的照片依然非常巨大，需要将 378 台 4K 超高清电视排成一个网格才能正确显示。

如此巨大的照片不意味着相机在细节方面会表现不佳，实际上，它可以分辨出大约25公里（15 英里）外的高尔夫球。

那么，现在你可能想知道，这样的相机到底有什么用呢？

薇拉·鲁宾天文台，图源：Rubin Obs/NSF/AURA

最大相机的用途

这个相机其实是太空探测的工具，它是位于智利帕琼山山顶薇拉·鲁宾天文台一个被称为时空遗产调查(LSST)项目的特制相机。

这个项目预计将为期10年，持续对南半球的整个天空进行数千次监测，这样艰巨的任务自然需要一个特殊的相机，所以就有了这个相机，它被称为LSST相机。

LSST相机并不是智利自行研发的，它是由美国SLAC国家加速器实验室研发制作的。

不过值得一提的是，LSST其实由来已久，但是因为各种原因，相机部分一直没有完工，直到最近几天，SLAC国家加速器实验室才正式对外宣布这个相机完工了。

图源：SLAC国家加速器实验室

LSST相机接下去会被运往秘鲁薇拉·鲁宾天文台，之后工程师们会把它安装在天文台8.4米宽的西蒙尼巡天望远镜上。

其实，这个西蒙尼巡天望远镜也是极其先进的仪器，它能够在20秒内旋转180度，因此获得一个地球上最快的大型望远镜称号。

一旦相机安装完成，它的传感器就会被冷却至-100 摄氏度，然后便会开始对着天空拍照，每张照片大约曝光15秒，它一晚上将拍摄 20TB的图像数据。

每张图片差不多覆盖比满月面积宽七倍的天空，这意味着它大约每隔3天就将拍摄南部天空的一半图像，而大约每周完成一次该天空区域的完整图像。

图源：SLAC国家加速器实验室

所有这些照片将为科学家创建一个前所未有的宇宙目录和地图——这是这个项目的主要目的之一，因为这些照片将第一次让科学家分辨出宇宙中比地球总人口多得多的星系（像银河系一样拥有很多恒星的结构）。

而这个项目的另外一个重要目的就是科学家希望它能够帮助自己解开暗能量的谜团，以及帮助科学家寻找暗物质。

暗物质和暗能量是科学家对一种或者多种我们不完全理解现象的称呼，确实有大量的证据表明它们存在，只是我们现在无法研究它们。

而且科学家坚信宇宙中的暗物质比我们能感受到的普通物质还要多，它能够占到宇宙所有物质的 85%；暗能量也一样更为丰富，占宇宙物质能量含量的 70%，并且它可能就是让宇宙加速膨胀原因。

看到这里，你可能会好奇，为什么要用这种数码相机，用天文望远镜难道做不到吗？

哈勃太空望远镜捕捉到的透镜现象，图源: ESA/Hubble

为什么这个项目没有选择用天文望远镜？

强大的天文望远镜得到的图像通常可以呈现独特的“外观”，使图像内容易于区分，比如詹姆斯·韦伯太空望远镜图像中的明亮物体呈现出独特的“衍射尖峰”，使这些图像的起源因此变得显而易见。

在观测细节上，天文望远镜确实会比LSST相机好太多，它们可以清晰地看到单个星系和天体，但LSST相机的优势则是能够拍摄更多的天空区域，以显示更多恒星和星系。

LSST是为期10年的项目，相机将一遍又一遍地扫视天空，这将使科学家能够精确监测该地区在十年内发生的任何变化。

科学家可以通过对比前后照片观测到比如超新星等瞬态事件的变化——变亮和褪色，观察到由经过的物质（包括暗物质）的引力引起的来自遥远光源的光曲率，以及跟踪空间结构的膨胀，从而有机会解开暗能量的谜团。

另一方面，创建宇宙目录和地图最重要的也是找到更多的星系，恒星，以及行星，而这种情况数码相机肯定比天文望远镜好用。

最后

你可能还会好奇，它到底什么时候开始正式拍摄？

其实，你会发现，欧美国家的这类项目效率都非常低，这个项目最近一次对外表示是2023年就会开始拍摄，但是延期了，而项目最早应该是开始于2014年，总之就是一拖再拖。

至于这次具体什么时候会开始拍摄，以及最先拍摄什么，相关人员在接受媒体的时候表示目前还没有选择目标，不过他们表示将在2025年春季公布第一批照片。

报道原文：https://www.space.com/dark-matter-lsst-camera-rubin-observatory